小型水电站压力钢管道稳定设计与施工控制.doc
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1、小型水电站压力钢管道稳定设计与施工控制摘要:众所周知,小型水电站压力钢管的下平段和下斜段,由于内水压力很高,普通高强钢难以满足较厚钢板对焊接均一性和焊接低敏感性的要求。本文为此首先从两个方面探讨了小型水电站埋藏式压力管道的稳定性,在常规措施的基础上,提出了一系列的稳定设计与施工控制。关键词:小型水电站;压力钢管;设计;施工 小型水电站压力钢管道是水工建筑的关键性结构之一1。压力管道按照钢管是否直接和大气接触的条件,钢管可以分为明敷钢管与埋管。后者可以埋设在混凝土中、岩石中或在土壤中。明管通常支承在分开的支座上2。由于压力钢管承重压力比较大,承载荷性也比较强,为此研究小型水电站压力钢管道稳定设计
2、与施工控制意义重大。1 埋藏式压力管道的稳定性分析1.1 内水作用下的承载分析 内水压力是压力管道的主要荷载,钢衬和钢筋混凝土衬砌的参数主要由此决定。一般来说,钢衬和钢筋混凝土衬砌能作为整体结构可靠地联合工作,即使钢衬与混凝土衬砌的粘结遭到破坏,也不影响压力管道的应力状态3;结构破坏前,混凝图衬砌内产生有限的径向裂缝,正常运行时允许混凝土衬砌中发生裂缝;内水压力引起的钢衬和混凝土衬砌内钢筋内的应力取值一样,与环的半径无关;极限状态进行强度计算,在正常荷载作用下,钢衬和钢筋的应力不得超过规范所规定的极限值。1.2 外压作用下的失稳分析 埋藏式压力钢管抗外压失稳的设计步骤为:首先根据已定的光面管管
3、壁厚度计算其临界外压;如果不满足稳定要求,可考虑设置加劲环,此时先根据钢管临界外压计算加劲环的间距,然后根据加劲环抗外压失稳要求计算出加劲环的尺寸4。而埋藏式带加劲环的压力钢管的外医稳定包括加劲环的稳定和环间管壁的稳定。压力钢管的外压失稳与其尺寸、钢材的屈服强度、初始缺陷、外压分布形态有直接联系,是一个复杂的几何非线性问题。2小型水电站压力钢管道稳定设计与施工控制措施 近十几年来,国内外水电站的发展趋势是单机容量愈来愈大,压力管道的荷载值也不断提高。如果外压荷载较大,则作为薄壳结构的钢管壁极易发生属曲失稳破坏。下面具体探讨了相关设计与施工控制措施。2.1 常规措施 常规措施是加厚钢衬或加大混凝
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